基于單片機的卷取機張力控制系統設計

3 張力控制的執行部件磁粉制動(dòng)器

在張力控制系統中，磁粉制動(dòng)器由于其體積小、重量輕、激磁功率小且具有良好的控制特性，因而得到了廣泛的應用。磁粉制動(dòng)器轉矩和激勵電流的關(guān)系一般都稱(chēng)作為靜特性。它是磁粉制動(dòng)器主動(dòng)端轉速n恒定，從動(dòng)端制動(dòng)時(shí)，磁粉制動(dòng)器的激勵電流和輸出轉矩之間的關(guān)系。轉矩電流特性曲線(xiàn)如圖3所示。

由圖3可知，磁粉制動(dòng)器的轉矩曲線(xiàn)可以分為三個(gè)部分：非線(xiàn)性段、線(xiàn)性段和飽和段。磁粉制動(dòng)器具有良好的恒轉矩特性，并且磁粉制動(dòng)器輸出轉矩與磁粉線(xiàn)圈激勵電流優(yōu)良的線(xiàn)性關(guān)系，只要線(xiàn)性調節激勵電流，便能實(shí)現對現場(chǎng)張力的動(dòng)態(tài)控制，并且磁粉制動(dòng)器在轉速很低的情況下性能也十分穩定。磁粉制動(dòng)器在卷取張力控制系統的應用，如圖4所示用磁粉制動(dòng)器控制張力的方案較以往的控制系統具有結構簡(jiǎn)單、執行單元成本低、容易控制的特點(diǎn)，特別是實(shí)際張力的大小通過(guò)電流直接調節，改變了其他調節裝置的手工操作過(guò)程，使得操作簡(jiǎn)單、準確。增加動(dòng)態(tài)電流補償環(huán)節有利于進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。

4 單片機張力控制系統

4.1 系統功能概述

(1)檢測放卷機的角速度和卷取機的角速度、線(xiàn)速度、半徑4個(gè)參數，用數碼管顯示各參數檢測結果。

(2)若參數檢測結果超過(guò)上下限，實(shí)現報警。

(3)根據檢測到的各參數，通過(guò)設計的控制算法運算后，輸出控制值，作為晶閘管的觸發(fā)脈沖回路的輸入電壓，以控制執行元件磁粉制動(dòng)器的轉矩。

(4)建立實(shí)時(shí)時(shí)鐘，并用數碼管顯示時(shí)鐘。

(5)通過(guò)按不同的功能鍵，進(jìn)行人機對話(huà)，實(shí)現各種操作的功能。

4.2 系統硬件框圖

系統硬件框圖如圖5所示。